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“轻”工艺巧拉“千斤”盾构

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由六公司盾构技术团队研发的“一种盾构空推过矿山法隧道的施工方法”在中国施工企业管理协会第三届工程建设行业高推广价值专利大赛上荣获优胜专利奖。这项专利正是技术团队在福州地铁2号线苏沙区间首次成功研发的。

福州地铁2号线通车至今3年多,目前日均客运量约18万人次,高峰期时可达28万人次,是让福州城市南北两岸无缝对接、贯穿福州东西走向的一条主干线路。三航局承建的福州地铁2号线项目苏洋站至沙堤站区间是中交集团在福州地铁的首个项目,且苏沙区间存在近600米的经过矿山法施工后的隧道,盾构机需空推过隧道后才能进行拆机吊装,如此长度的空推段在业内是较为罕见的,开局即是挑战,项目盾构技术团队深感责任重大。

技术团队迅速展开各项调查研究,发现在有迹可循的盾构空推中,保险的做法就是利用盾构机自带的油缸系统配合管片拼装从盾构机后方提供向前的推力,一点点地把盾构机推到接收井吊装出运。“这个办法虽然可行,但是受场地的限制,施工效率非常低,预计一天只能推动20多米,不到施工计划的二分之一,实施起来工期将严重滞后。”盾构副经理王建忠一语直击要点。由于此前国内并没有其他符合这类区间的空推经验借鉴,多次方案的设计无果后,技术团队对在如何“推动”盾构机上一度陷入困境,斗志低糜。直到一天,王建忠开车从项目部附近的大桥底下经过时,曾有过5年桥梁施工技术经验的他抬头看到了头顶上方的预制T梁, 突然灵光乍现。“我们只想着推,有没有可能拉盾构一把?把‘桥梁张拉千斤顶’技术借鉴到盾构空推中,作为直接牵引力,把‘推’盾构巧变成‘拉’盾构会怎么样呢?”王建忠通宵完成了千斤顶牵引力设计方案。在方案研讨会上,王建忠如此演示,“桥梁张拉千斤顶”它能不断且匀速地将一个大型物件水平牵引几十米甚至几百米的距离,如果我们借鉴这个办法,等于在前方盾体安装2台千斤顶作为牵引力,拉动盾构前进。

这一崭新的思路一提出,团队成员无不拍案叫绝,获得大家一致认同。大家立马行动,分工开展方案优化。技术团队在盾体前方两侧依次安装用于提供牵引力的千斤顶和反力座,再用钢绞绳把千斤顶、反力座和盾体连接起来,从侧面看就像火车头拉着列车一样,当启动千斤顶时,反力座便可“拉”着盾体匀速往前“走”。经预算,用此方法平均每天可拉着盾体前行80多米,是原施工计划的2倍。然而,当一切准备就绪时,技术团队在3D模拟实验中却发现了一个棘手的问题。本应该匀速前进的盾体在牵引实验中却出现了卡轨现象。技术团队成员们看着眼前动弹不得,进退两难的盾体,个个眉头紧锁。经过反复检查测试,终于寻得了原因,原来是因为盾体左右两边的千斤顶是由人工操作发力,操作过程中看似同步,却多少存在时间差,导致牵引时左右受力不均,因而出现了卡轨的现象。能不能把人工控制牵引升级为电脑智能控制呢?带着疑问,技术团队立即寻找相关厂家进行沟通设计,历时5天,最终设计出了一款盾构智能同步牵引系统,该系统可以实现计算机智能控制左右两边千斤顶发同步发力,成功解决了盾构牵引时受力不均的情况。有了盾构牵引技术,技术团队在现场实际试验中,空推效果显著,看着盾构机毫无阻碍地“大步前进”着,技术团队紧皱的眉头也终于舒展开来。最终,项目提前半个月完成空推,大大提高了施工效率。

编辑:Ella

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